一種有機鈦紙張表面增強劑及其制備方法
【專利說明】一種有機鈦紙張表面増強劑及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紙張增強劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有機鈦紙張表面增強劑及 其制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 近年來高速印刷機的發(fā)展和特種油墨的應(yīng)用對紙張的物理強度(包括紙張抗張強 度、表面強度、裂斷長等)要求不斷提高，而表面施膠技術(shù)是提高紙張質(zhì)量的有效方法之一， 其對改善紙頁的表面性能以及改進紙頁的物理性能起著重要作用。目前所用表面施膠一般 采用淀粉作為主體，有些廠家為了提高紙張表面強度加入一定量的聚乙烯醇，然后再加入 可提高紙張防水性、防油性、表面強度等物理指標的造紙助劑，但目前所采用的聚丙烯酸酯 類、聚氨酯類表面施膠劑對紙張防水性等性能的提升具備較好效果，而對紙張的物理強度 的提升較弱，難以滿足印刷行業(yè)對紙張強度的要求。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種有機鈦紙張表面增強劑的 制備方法。本發(fā)明產(chǎn)品大幅度提高紙張物理強度和耐水性，制備過程中不添加有機溶劑、表 面活性劑等，對環(huán)境友好。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 按質(zhì)量份數(shù)計，在干燥反應(yīng)器中加入3-8份硫酸鈦和0.3-2.8份水進行攪拌溶解， 完全溶解后加入2-10份有機配位體A和0.5-2.5份有機配位體B，攪拌并將體系加熱至70°C-80°C，繼續(xù)反應(yīng)直至體系完全變成透明狀的有機鈦絡(luò)合物，向有機鈦絡(luò)合物中復(fù)配加入20-80份水和1-5氯化鎳攪拌均勻，冷卻至室溫出料，即制得有機鈦紙張表面增強劑；
[0007] 所述有機配位體A為羥基類化合物;所述有機配位體B為酰胺類化合物。
[0008] 所述有機配位體A為檸檬酸、乳酸、葡萄糖中的一種或兩種以上任意配比的混合 物。
[0009] 所述有機配位體B為N，N_二甲基甲酰胺，N，N_二甲基乙酰胺中的一種或兩種以上 任意配比的混合物。
[0010] 所述硫酸鈦為八水硫酸鈦、九水硫酸鈦中的一種或兩種以上任意配比的混合物。 [0011]所述氯化鎳為無水氯化鎳、六水氯化鎳中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
[0012] -種有機鈦紙張表面增強劑，由有機鈦絡(luò)合物、水和氯化鎳復(fù)配而成，其中，有機 鈦絡(luò)合物由可溶性鈦鹽、有機配位體A、有機配位體B和水制得，所述有機配位體A為羥基酸 類化合物;所述有機配位體B為酰胺類化合物。
[0013] 按質(zhì)量份數(shù)，有機鈦絡(luò)合物由3-8份硫酸鈦、2-10份有機配位體A、0.5-2.5份有機 配位體B、0.3-2.8份水制成，再復(fù)配20-80份水和1-5氯化鎳復(fù)制得有機鈦紙張表面增強劑。
[0014] 所述有機配位體A為檸檬酸、乳酸、葡萄糖中的一種或兩種以上任意配比的混合 物。
[0015] 所述有機配位體B為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一種或兩種以上 任意配比的混合物。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0017] 本發(fā)明的制備方法是在硫酸鈦溶液的酸性體系中，進行硫酸鈦和有機配位體A和B 的配位絡(luò)合，然后在其絡(luò)合物水溶液中加入氯化鎳，抑制硫酸鈦在水中的水解反應(yīng)，提高其 水基產(chǎn)品的穩(wěn)定性。本發(fā)明的關(guān)鍵在于選擇合適的能夠與硫酸鈦形成絡(luò)合物的有機配位 體，尤其是羥基類化合物和酰胺類化合物在作為絡(luò)合配位體時，相互促進，尤其是酰胺鍵的 絡(luò)合能力大大提高，兩種配合體的協(xié)同作用有助于在酸性條件下通過與硫酸鈦的配位絡(luò)合 形成有機鈦絡(luò)合物，并在其絡(luò)合物的水溶液中加入氯化鎳，抑制硫酸鈦在水中的水解反應(yīng)， 提高其水基產(chǎn)品的穩(wěn)定性。同時在紙張干燥過程中有機鈦絡(luò)合物又可與淀粉或PVA等高分 子在紙張表面和內(nèi)部形成密集交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而大幅度提高紙張物理強度和耐水性。本發(fā)明 產(chǎn)品制備過程中不添加有機溶劑、表面活性劑等，對環(huán)境友好。
[0018] 進一步，有機配位體A采用檸檬酸、乳酸、葡萄糖等，不添加有機溶劑，滿足環(huán)保要 求。
[0019] 進一步，有機配位體B為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等，酰胺鍵與鈦絡(luò) 合能力強，且后期容易與紙纖維、表面施膠用淀粉、PVA等高分子鏈段上的羥基進行交聯(lián)絡(luò) 合，提尚紙張的性能。
[0020] 本發(fā)明產(chǎn)品無 V0C、表面活性劑，具有無毒、安全、交聯(lián)速度和密度高等優(yōu)點。同時 通過有機硫酸鈦增強劑與淀粉、PVA水溶液復(fù)配，與紙纖維、表面施膠用淀粉、PVA等高分子 鏈段上的羥基進行交聯(lián)絡(luò)合，可大幅改善紙張的表面強度、裂斷長、抗張強度等指標。 【【具體實施方式】】
[0021] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明（按質(zhì)量份數(shù)計）：
[0022] 實施例1
[0023] 在干燥反應(yīng)器中5份九水硫酸鈦、5.5份乳酸、1份N，N-二甲基甲酰胺、0.5份水，開 始攪拌并將體系加熱至70°C，然后在70°C下繼續(xù)反應(yīng)4h，直至體系完全變成透明狀，最后復(fù) 配加入50份水和1份六水氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料，即可制得對紙張具有優(yōu)異增 強性能的有機鈦表面增強劑。
[0024] 實施例2
[0025] 在干燥反應(yīng)器中3份硫酸鈦、4份檸檬酸、2份N，N_二甲基甲酰胺、1份水，開始攪拌 并將體系加熱至75°C，然后在75°C下繼續(xù)反應(yīng)5h，直至體系完全變成透明狀，最后復(fù)配加入 40份水和1.5份無水氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料，即可制得對紙張具有優(yōu)異增強性 能的有機鈦表面增強劑。
[0026] 實施例3
[0027]在干燥反應(yīng)器中7份硫酸鈦、6份檸檬酸、2份N，N_二甲基乙酰胺、1.5份水，開始攪 拌并將體系加熱至80°C，然后在80°C下繼續(xù)反應(yīng)5h，直至體系完全變成透明狀，最后復(fù)配加 入70份水和3份氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料，即可制得對紙張具有優(yōu)異增強性能的 有機鈦表面增強劑。
[0028] 實施例4
[0029] 在干燥反應(yīng)器中8份八水硫酸鈦、9.5份乳酸、2.2份N，N-二甲基乙酰胺、2份水，開 始攪拌并將體系加熱至70°C，然后在70°C下繼續(xù)反應(yīng)5h，直至體系完全變成透明狀，最后復(fù) 配加入75份水和4份六水氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料，即可制得對紙張具有優(yōu)異增 強性能的有機鈦表面增強劑。
[0030] 實施例5
[0031 ] 在干燥反應(yīng)器中6份九水硫酸鈦、3份葡萄糖、2.5份N，N-二甲基甲酰胺、1.5份水， 開始攪拌并將體系加熱至70°C，然后在70°C下繼續(xù)反應(yīng)5h，直至體系完全變成透明狀，最后 復(fù)配加入35份水和1份六水氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料，即可制得對紙張具有優(yōu)異 增強性能的有機鈦表面施膠增強劑。
[0032] 不同實施例制備得到的有機鈦表面施膠增強劑在紙張上的應(yīng)用實驗，結(jié)果對比見 表1:
[0033] 表 1
[0036] 由上表可以看出，利用本發(fā)明制得的有機鈦表面施膠增強劑對紙張進行施膠，其 施膠后的紙樣抗張拉力、表面強度、裂斷長及施膠度等指標均高于未施膠紙樣，紙張物理強 度和耐水性大大提高。
[0037] 實施例6
[0038] 在干燥反應(yīng)器中3份八水硫酸鈦、1份檸檬酸和乳酸、0.5份N，N-二甲基乙酰胺、0.3 份水，開始攪拌并將體系加熱至70°C，然后在70°C下繼續(xù)反應(yīng)4h，直至體系完全變成透明 狀，最后復(fù)配加入20份水和1份六水氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料，即可制得對紙張 具有優(yōu)異增強性能的有機鈦表面增強劑。
[0039] 實施例7
[0040] 在干燥反應(yīng)器中8份九水硫酸鈦、10份檸檬酸和乳酸、2.5份N，N-二甲基乙酰胺、 2.8份水，開始攪拌并將體系加熱至80°C，然后在80°C下繼續(xù)反應(yīng)4.5h，直至體系完全變成 透明狀，最后復(fù)配加入80份水、5份無水氯化鎳和六水氯化鎳攪拌均勻，然后降至室溫出料， 即可制得對紙張具有優(yōu)異增強性能的有機鈦表面增強劑。
【主權(quán)項】
1. 一種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 按質(zhì)量份數(shù)計，向干燥反應(yīng)器中加入3-8份硫酸鈦和0.3-2.8份水進行攪拌溶解，完全 溶解后加入2-10份有機配位體A和0.5-2.5份有機配位體B，攪拌并將體系加熱至70°C_80 °C，繼續(xù)反應(yīng)直至體系完全變成透明狀的有機鈦絡(luò)合物，向有機鈦絡(luò)合物中復(fù)配加入20-80 份水和1-5氯化鎳攪拌均勻，冷卻至室溫出料，即制得有機鈦紙張表面增強劑； 所述有機配位體A為羥基類化合物;所述有機配位體B為酰胺類化合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法，其特征在于:所述有 機配位體A為檸檬酸、乳酸、葡萄糖中的一種或兩種以上任意配比的混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法，其特征在于:所述有 機配位體B為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一種或兩種以上任意配比的混合 物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法，其特征在于:所述硫 酸鈦為八水硫酸鈦、九水硫酸鈦中的一種或兩種以上任意配比的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法，其特征在于:所述氯 化鎳為無水氯化鎳、六水氯化鎳中的一種或兩種以上任意配比的混合物。6. -種有機鈦紙張表面增強劑，其特征在于：由有機鈦絡(luò)合物、水和氯化鎳復(fù)配而成， 其中，有機鈦絡(luò)合物由可溶性鈦鹽、有機配位體A、有機配位體B和水制得，所述有機配位體A 為羥基酸類化合物;所述有機配位體B為酰胺類化合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有機鈦紙張表面增強劑，其特征在于：按質(zhì)量份數(shù)，有機 鈦絡(luò)合物由3-8份硫酸鈦、2-10份有機配位體A、0.5-2.5份有機配位體B、0.3-2.8份水制成， 再復(fù)配20-80份水和1-5氯化鎳復(fù)制得有機鈦紙張表面增強劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有機鈦紙張表面增強劑，其特征在于:所述有機配位體A 為檸檬酸、乳酸、葡萄糖中的一種或兩種以上任意配比的混合物。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有機鈦紙張表面增強劑，其特征在于:所述有機配位體B 為N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機鈦紙張表面增強劑的制備方法。在反應(yīng)器中加入一定比例硫酸鈦、有機配位體A、有機配位體B、水，開始攪拌并水浴加熱至70℃-80℃，然后在70℃-80℃下繼續(xù)反應(yīng)4h-5h，直至體系完全變成透明狀，最后復(fù)配加入適量的水和氯化鎳攪拌均勻，降至室溫出料，即可制得對紙張具有良好增強性能的有機鈦表面增強劑。本發(fā)明所制有機鈦紙張表面增強劑可與淀粉水溶液、PVA水溶液等高分子復(fù)配，用于紙張表面施膠，可同時大幅改善紙張的表面強度、裂斷長、抗張強度等指標。
【IPC分類】D21H21/18
【公開號】CN105507075
【申請?zhí)枴緾N201610060328
【發(fā)明人】丁九斤, 姜文龍, 葉素芳, 方宏, 趙新民
【申請人】浙江恒達新材料股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月28日